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記數系統,或稱記數法,是使用一組數字符號來表示數的體系。
一個理想的記數系統能夠:
* 有效地描述一組數(例如,整數、實數)
* 所有的數對應唯一的表示(至少有一個標準表示法)
* 反映數的代數和算術結構
記數系統可以按照以下方式分類:
* 按照進位制,可分為十進位、二進位、八進位等
* 按照寫法,可分為中文數字、阿拉伯數字、羅馬數字等
阿拉伯數字是一種數字系統。
現代所稱的阿拉伯數字以十進位為基礎,採用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共10個計數符號。採取位值法,高位在左,低位在右,從左往右書寫。藉助一些簡單的數學符號(小數點、負號等),這個系統可以明確的表示所有的有理數。為了表示極大或極小的數字,人們在阿拉伯數字的基礎上創造了科學記數法。
一般也用阿拉伯數字表示其它進位的數,用時選一部分數字或增加幾個數字。
阿拉伯數字始創於中印邊界地區,後來傳到中東地區的阿拉伯地區,而得此名。現在它已成為目前使用最廣泛的數字系統,通行於全世界。
阿拉伯數字在Unicode碼中的位置是048到057。
阿拉伯語數字是書寫阿拉伯語時使用的數字,主要使用於伊朗、巴基斯坦和印度,有兩套數字體系:標準阿拉伯語數字和東阿拉伯語數字。
在木頭、骨頭或石頭上的計數符號從史前時代就開始被使用了。石器時代的文化,包括古代印第安人,使用計數符號進行賭博、私人服務和交易。
在公元前8000年至前3500年間,蘇美爾人發明了使用粘土保留數字信息。他們的做法是將各種形狀的小的粘土記號像珠子一樣串在一起。從大約前3500年開始,粘土記號逐漸被數字元號取代。這些數字元號是使用圓的筆針刻在粘土塊上,然後燒制而成的。大約前3100年,數字元號與被計數的事物分離,成為抽象的符號。在前2700年至前2000年間,圓的筆針逐漸被一種尖的筆針取代,這種筆針可以在粘土上刻出楔形符號。這種楔形數字和圓形數字相似,並保留了符號數值記數法。這些記數系統逐漸演變成了一種常見的六十進位系統。這個系統是一種位置數值記數法,只使用豎向的楔形和人形兩種符號,而且能夠表示分數。這個系統在古巴比倫的初期(大約前1950年)得到了充分的發展,並成為巴比倫尼亞的標準。
上述六十進位系統是一種混合進位制系統,它的一個符號序列的不同位置上使用10和6兩個基數。這個系統被廣泛地應用於商業,同時也在天文學和其他計算中被使用。這個系統從巴比倫尼亞輸出,並傳遍了美索不達米亞,包括希臘,羅馬和埃及。今天,我們仍然用它來計算時間(1小時=60分鐘)和角度(1度=60分)。
中國古代採用算籌記數,個位百位萬位等奇數位用縱籌,偶數位用橫籌,零用空位表示。有時,軍隊人數和供給品記數採用質數的[算籌]],並按照模算術運算。(參看:大衍求一術,中國剩餘定理)。模算術的好處在於,儘管其加法相對困難,但乘法很容易。這使得模算術很適合軍需品的計算。在現代,同樣的模算術有時用於數字信號處理。
羅馬帝國使用臘、紙草、和石頭上的割符,大致遵從希臘人將字母對應不同數的習慣。羅馬數字在歐洲被普遍使用,直到1500年代進位制開始流行。
中美洲的瑪雅數字採用20或18[來源請求]為基數的系統,可能繼承自奧爾梅克文明,它包含了位置數值記數法和零這樣的高級屬性。他們將此用於高級的天文計算,包括高精度的太陽年長度和金星軌道的計算。
印加帝國採用奇普,一種打結的帶顏色的繩子來記數。關於使用結和顏色來編碼的知識被西班牙征服者於16世紀所擯棄,並因此失傳。今天,簡單的結繩工具仍在安地斯山脈地區使用。
有些權威認為數位算術隨著中國的算盤的廣泛使用而開始。最早的書面數位記錄似乎是大約400年的算盤計算的結果。特別在大約932年,零已被中國數學家正確地表述了,並且似乎是因為採用一個圓圈表示沒有算盤珠子的那一位而產生的。
在印度,現代數位數字系統被傳給阿拉伯人。可能是和天文表格一起,這一系統被一位印度大使在約773年帶到巴格達。對於印度的數字系統的詳細討論,參看阿拉伯數字和印度數字。
從印度出發,伊斯蘭蘇丹們和非洲的旺盛貿易將此數字系統的概念帶到了開羅。阿拉伯數學家們將此系統推廣到十進位分數。在9世紀,花拉子密寫下了關於該系統的重要著作。隨著12世紀該著作在西班牙被翻譯和斐波那契的《計算書》在1201年的出版,該系統傳入歐洲。在歐洲,完整的帶零的印度系統是於12世紀由阿拉伯人帶來的。
二進位系統由萊布尼茲在17世紀傳播,萊布尼茲在他工作的早期形成了這一概念,並在閱讀中國的《易經》再次鞏固了這一想法。由於電腦的使用,二進位系統在20世紀變得更加普遍。
2007-08-15 12:00:22 補充:
羅馬數字共有7個,即I(1),V(5),X(10),L(50),C(100),D(500),M(1000)。花碼中國數位,亦稱花碼、番仔碼,脫胎於算籌,也是另一種傳統在中國民間流行的數字。現在在港澳地區的街市、舊式茶餐廳及中藥房偶而仍然可見。花碼一至九的寫法如下:0:〇1:一 或 〡2:二 或 〢3:三 或 〣4:〤5:〥6:〦7:〧8:〨9:〩